La tecnologia PROESA : la prima Bioraffineria in Italia di scala industriale Sandro Cobror, Milano 29.5.2012
Gruppo Mossi & Ghisolfi 1950-1979 1979-2000 2000-2007 2007-2012 Packaging Manufacturing Phase Chemical Specialty Manufacturing Phase PET Expansion Phase Renewables M&G fondata nel 1953 da Vittorio Ghisolfi a Tortona, Al M&G produce packaging in HDPE e PVC Integrazione verticale delle attivita del Gruppo con lo sviluppo e la produzione di resine (PET) per food packaging Azienda a capitale interamente privato 2600 addetti nel mondo Forte commitment per la Ricerca (3 R&D Centers) e l Ingegneria di processo Fatturato di 3 miliardi di USD Operations in USA, Italia, Messico e Brasile 2000 Acquisizione del business del PET dalla Shell 2002 Acquisition della controllata brasiliana Rhodia-ster da Rhone Poulenc 2003 Start up del piu grande impianto di produzione di PET su singola linea in Messico 2004 Acquisizione della Societa di Ingegneria Chemtex da Mitsubishi Corporation 2007 Start-up di un impianto di produzione di PET in Brasile con capacita di 1500 tonn/giorno (il piu grande al mondo) 2007 Sviluppo in laboratorio della tecnologia per la produzione di etanolo cellulosico 2008 Test agronomici in campo su colture energetiche 2009 Realizzazione di un impianto Pilota e test in continuo per la produzione di etanolo cellulosico 2011-2012 Construzione e startup di un Impianto demo-industriale di produzione di Etanolo cellulosico da 40 mila tonn/anno
Gruppo M&G: Biomass Technology & Experience Engineering & R&D division $3B per year #2 producer of PET Technology for biomass to sugars
La visione M&G Biocarburanti e bio-based chemicals per essere sostenibili devono risultare: 1. Competitivi (con greggio a 60-70 $/b) 2. Sostenibili ambientalmente (riduzione drastica emissioni) 3. Sostenibili socialmente (nessuna competizione col cibo) 4. Profittevoli anche per il mondo agricolo TUTTO QUESTO E REALIZZABILE (MAGARI IN ITALIA)?
EU: Direttiva 2009/28/EC e 2009/30/EC «Promozione dell uso dell energie rinnovabili» e «Direttiva Qualita carburanti»: Almeno 10% energia da FR nel trasporto entro il 2020 Biocarburanti devono rispettare criteri di sostenibilita Double counting per biocarburanti prodotti da materiali lignocellulosici 6% in meno di emissioni di GHG entro il 2020 ITALIA: NREAP (PAN): Ambito legislativo 17% Energia da FR entro il 2020 (10% per i Trasporti) D.Lgs.3/3/2011 «Attuazione Direttiva 28/2009» e D.Lgs. 31/3/2011 «Attuazione Direttiva 30/2009»: Trasposizione delle Direttive EU Obiettivi vincolanti: 4,5% nel 2012 e 5% nel 2014 NON CI SONO PIU INCENTIVI FISCALI per il bioetanolo da alcuni anni
Produzione bioetanolo nel mondo 6
Domanda attesa di bioetanolo al 2020 EUROPE In Italia si stima una forchetta tra 1,2 e 1,5 MT/y 7
La possibilita di utilizzare terreni marginali Il WWF ha stimato al 2050 in circa 250 milioni di ha il suolo potenzialmente destinabile (in maniera sostenibile) a colture energetiche a livello planetario FAO indica gia oggi una forchetta tra 250-800 milioni di ha per i cosiddetti terreni marginali Alcune stime indicano per la sola Europa una stima di circa 30-110 Mha a seconda degli scenati ipotizzati In Italia diverse fonti indicano in 1-2 Mha il terreno agricolo abbandonato negli ultimi anni a causa della bassa redditivita 8
Disponibilita di residui come potenziale materia prima SCENARIO AL 2020 secondo Bloomberg BIOMASSE RESIDUALI COMUNITARIE Italia 20 Mtonn/anno 9
La Tecnologia PROESA Attraverso la collaborazione strategica con partner internazionali e nazionali, Chemtex ha sviluppato una tecnologia in grado di produrre zuccheri a basso costo a partire da biomasse non edibili (scarti e colture dedicate) Questi zuccheri possono essere trasformati in derivati quali l etanolo per fermentazione ovvero in altri prodotti chimici ottenibili da zuccheri C5 e C6 10
La tecnologia PROESA in sintesi LIEVITO BIOMASSA Proesa Technology Zuccheri C6 Fermentazione Separazione BIO ETANOLO Zuccheri C5 LIGNINA ( Energia) A Total PGLI STEP CHIAVE DELLO SVILUPPO TECNOLOGICO 1. Agronomia: Sperimentazione in campo e selezione delle essenze piu adeguate per il territorio 2. Pre-Trattamento e Viscosity Reduction: Sperimentazione con impianti pilota continui per gestire diversi feedstock 3. Idrolisi e fermentazione: Sviluppo di un processo ibrido che permette rese elevate in etanolo.
Arundo Donax: Miglior scelta in base ai nostri studi Condizioni climatiche Arundo Donax Miscanthus Switch grass Fiber Sorghum Clima temperato Climi freddi Clima temperato Clima temperato Propagazione Agamica (rizomi, talea) Semi o rizomi Semi Semi Requisiti minimi del suolo Sensibilita alla siccita Sensibilita alla salinita Molto rustica, preferisce suoli umidi anche moderatamente salini Suoli sabbiosi ma anche terreni ad elevata concentrazione organica Suoli anche siccitosi, preferisce suoli sabbiosi o argillosi Suoli fertili e ben drenati Bassa Bassa Media Alta Bassa Media Media Alta Resa (NO Italia) DT/ha 40 20 18 25
La scelta del feedstock La Tecnologia PROESA permette di utilizzare diverse materie prime dagli scarti agrioli alle colture dedicate a seconda della localizzazione geografica. In Italia la nostra scelta e la Canna comune (Arundo Donax) in grado di produrre fino a 40 tonn di materia secca per ettaro La flessibilita della tecnologia consente campagne periodiche con feedstock diversi allo scopo di garantire continuita produttiva e di fornitura
Il pre-trattamento della biomassa I Punti chiave: Grande flessibilita nel feedstock senza sostanziali modifiche dell assetto di impianto Requisiti minimi nelle dimensioni del feedstock size Elevata resa estrattiva di cellulose ed emi-cellulose Nessun utilizzo di solventi chimici ma solo vapore Bassi costi d investimento (nessun materiale speciale per la costruzione dell impianto) Bassissimi livelli di contaminanti Elevata purezza dello zucchero prodotto
Idrolisi e fermentazione I vantaggi della nostra tecnologia: Possibilita di lavorare ad elevate concentrazioni di solido (fino al 40%) Tempi di liquefazione ridotti Facile controllo del ph e della temperatura
Kg dry biomass/kg of Ethanol Rese in bioetanolo 6.0 Typical process yield 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 Giant reed (Arundo donax) Wheat straw Rice straw Mischantus Sugar cane bagasse Corn stover CON UNA RESA DI CIRCA 40 tonn/ha PER OGNI ETTARO SI PUO OTTENERE FINO A CIRCA 10 tonn DI BIOETANOLO
L impianto di Crescentino In April 2011 Chemtex ha avviato i lavori per realizzare un impianto da 40ktpa di bioetanolo lignocellulosico da Arundo Donax e paglia di frumento disponibile localmente. La produzione e prevista partire nell ultimo trimestre 2012 Obiettivo dell impianto e dimostrare la tecnologia su scala industriale L impianto produrra anche energia verde grazie all utilizzo della lignina in una caldaia da circa 15MW L etanolo prodotto verra venduto ad una oil company che lo miscelera con la benzina per ottemperare agli obblighi di miscelazione europei
La Bioraffineria con PROESA Diverse imprese hanno gia scelto PROESA come tecnologia base per la realizzazione della Bioraffineria di domani Il 23 maggio scorso e stato firmato l accordo per la realizzazione della prima Bioraffineria da oltre 80milioni di Lt in Brasile che utilizzera bagassa per produrre Bioetanolo
M&G II Gen Biorefinery Biorefinery value chain Biochemicals Fine chemicals, Cosmetics Biomass Residues Non food/feed Energy crops Sugar+Lignin Bio-materials Chemical and/or Biological pathways Bio-fuels (bioenergy) Compost/ Agro applications 19
Il potenziale della Chimica bio-based 20
Il futuro della tecnologia PROESA ETHANOL GREEN DIESEL JET FUEL BUTANOL 1,4 BDO ADIPIC ACID FATTY ALCOHOLS ACETIC ACID PE EG PX THE BIOMASS SUGAR PLATFORM
La Bioraffineria del futuro Ethanol for Fuel From Energy Crops Agricultural Residuals SC Bagasse/Trash Hardwoods 1 2 Bio-chemicals Farnasene Detergent Alcohols BDO Others Bio-ethylene For Bio-PE Other Packaging 4 3 Drop-In Fuels Bio-diesel Marine Diesel Bio-jet
In conclusione Biocarburanti e bio-based chemicals sostenibili con PROESA 1. Competitivi : SI, con biomassa non alimentare e selezionata localmente (preferibilmente su terreni marginali) 2. Sostenibili ambientalmente: SI, il bioetanolo lignocellulosico permette risparmi di emissione di CO2eq fino all 85% 3. Sostenibili socialmente: SI, nessuna competizione col cibo 4. Profittevoli : SI, garantendo anche un reddito integrativo TUTTO QUESTO SI STA REALIZZANDO (PERFINO IN ITALIA)!